GATE化学工学シラバス

件名コード：CH

コース構成

セクション/ユニット	トピック
Section A	Engineering Mathematics
ユニット1	線形代数
ユニット2	微積分
ユニット3	微分方程式
ユニット4	複素変数
ユニット5	確率と統計
ユニット6	数値解法
Section B	Process Calculations and Thermodynamics
Section C	Fluid Mechanics and Mechanical Operations
Section D	Heat Transfer
Section E	Mass Transfer
Section F	Chemical Reaction Engineering
Section G	Instrumentation and Process Control
Section H	Plant Design and Economics
Section I	Chemical Technology

コースシラバス

Section A: Engineering Mathematics

Unit 1: Linear Algebra

• 行列代数
• 線形方程式のシステム
• 固有値
• Eigenvectors

Unit 2: Calculus

• 単一変数の機能
• Limit
• 継続性と差別化可能性
• テイラー級数、平均値の定理
• 明確で不適切な積分の評価
• 偏微分
• 全微分
• 最大値と最小値
• Gradient
• 発散とカール
• ベクトルアイデンティティ
• 方向微分
• 線、表面、体積積分
• Stokes
• ガウスとグリーンの定理

Unit 3: Differential Equations

• 一次方程式（線形および非線形）
• 定数係数を持つ高階線形微分方程式
• コーシーとオイラーの方程式
• 初期値と境界値の問題
• ラプラス変換
• 一次元の熱波動方程式とラプラス方程式の解

Unit 4: Complex variables

• 複素数
• 複素数の極形式
• 三角不等式

Unit 5: Probability and Statistics

• 確率とサンプリング定理の定義
• 条件付き確率
• 平均、中央値、最頻値、標準偏差
• 確率変数、ポアソン分布、正規分布、二項分布
• 線形回帰分析

Unit 6: Numerical Methods

• 線形および非線形代数方程式の数値解法
• 台形公式とシンプソンの法則による積分
• 微分方程式の数値解法のためのシングルステップおよびマルチステップ法

Section B: Process Calculations and Thermodynamics

• 多相を含む定常および非定常状態の質量とエネルギーのバランス-
  • Multicomponent
  • 反応性および非反応性システム
• タイコンポーネントの使用-
  • Recycle
  • Bypass
  • パージ計算
• ギブズの相律と自由度の分析

First and Second laws of thermodynamics

• システムを閉じたり開いたりするための第一法則の適用
• 第二法則とエントロピー
• 純粋な物質の熱力学的特性
• 状態方程式と残差特性-
  • 混合物の特性部分モル特性
  • Fugacity
  • 過剰なプロパティ
  • 活量係数
• 相平衡-
  • システムのVLEの予測
  • 化学反応平衡

Section C: Fluid Mechanics and Mechanical Operations

• 流体静力学

• ニュートン流体と非ニュートン流体

• ベルヌーイ方程式の微分形式とエネルギーバランスを含むシェルバランス

• 巨視的な摩擦係数

• 次元分析と類似性

• パイプラインシステムを介したフロー

• 流量計

• ポンプとコンプレッサー

• 初等境界層理論

• 充填および流動床を含む浸漬体を通過する流れ

• 乱流

• 変動する速度

• ユニバーサル速度プロファイル

• 圧力降下

• 粒子サイズと形状

• 粒度分布

• 固体粒子のサイズ縮小と分類

• 自由で妨げられた解決

• 遠心分離機とサイクロン

• 増粘と分類、ろ過、攪拌、混合

• 固形物の運搬

Section D: Heat Transfer

• 定常および非定常熱伝導
• 対流と輻射
• 熱境界層と熱伝達係数
• 沸騰、凝縮、蒸発
• 熱交換器と蒸発器の種類とそれらのプロセス計算
• ダブルパイプ、シェル、チューブ熱交換器の設計
• シングルおよびマルチエフェクトエバポレーター

Section E: Mass Transfer

• フィックの法則
• 流体中の分子拡散
• 物質移動係数
• Film
• Penetration
• 表面更新理論
• 運動量、熱および質量移動の類似性
• 段階的かつ継続的な接触と段階的効率
• HTUとNTUの概念-
  • 蒸留装置の設計と操作
  • Absorption
  • Leaching
  • 液液抽出
  • Drying
  • Humidification
  • Dehumidification
  • Adsorption

Section F: Chemical Reaction Engineering

• 反応速度の理論
• 均一反応の動力学
• 運動データの解釈
• 理想的な反応器での単一および複数の反応
• 非理想的な反応器
• 滞留時間分布
• 単一パラメータモデル
• 非等温反応器
• 不均一系触媒反応の速度論
• 触媒作用における拡散効果

Section G: Instrumentation and Process Control

• プロセス変数の測定
• Sensors
• トランスデューサーとそのダイナミクス
• プロセスのモデリングと線形化
• さまざまなシステムの伝達関数と動的応答
• 逆応答のシステム
• プロセス反応曲線
• コントローラモード（P、PI、およびPID）
• コントロールバルブ
• 安定性を含む閉ループシステムの分析
• 周波数応答
• コントローラーのチューニング
• カスケードおよびフィードフォワード制御

Section H: Plant Design and Economics

• 減価償却費と年間総コストを含むプロセス経済学とコスト見積もりの​​原則

• コスト指数

• 利益率

• 返済期間

• 割引キャッシュフロー

• プロセス設計の最適化とコンプレッサーなどの化学工学機器のサイジング

• 熱交換器

• 多段接触器

Section I: Chemical Technology

• 無機化学産業（硫酸、リン酸、クロールアルカリ産業）

• 肥料（アンモニア、尿素、SSP、TSP）

• 天然物産業（紙パルプ、砂糖、油、脂肪）

• 石油精製および石油化学製品

• 重合産業（ポリエチレン、ポリプロピレン、PVC、ポリエステル合成繊維）

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